Для любителей эксплуатировать автомобиль в зимнее время, подойдет использование пускового устройства. С помощью этого аппарата вы не только продлите срок службы вашего аккумулятора, но и сможете завести свой автомобиль зимой, даже при низком заряде батареи.
Всем известно, что при холодной погоде, аккумулятор понижает свою отдачу на 25-40%, а если в аккумуляторе еще и низкий заряд батареи, то автомобиль может вовсе и не завестись, из-за полного отсутствия отдачи заряда, который нужен для запуска стартера в момент раскрутки карданного вала двигателя. Стартер в момент прокрутки, потребляет примерно 80А, но в момент пуска, потребление энергии значительно больше.
Схема пускового устройства довольна простая, но имеет некоторые нюансы в изготовлении трансформатора сети. Для его изготовки, рекомендуется использовать тородиальное железо из любого вида ЛАТРа, это придаст меньшие габариты и уменьшит вес пускового устройства. При сечении железа, старайтесь, что бы его периметр был от 230 до 280мм. Учтите, что существуют разные типы трансформаторов и этот показатель может отличаться.
Острые края на гранях, желательно немного закруглить обычным напильником, затем обмотать намоткой. В качестве обмотки можете использовать лакоткань или стеклоткань.
Обычная обмотка в трансформаторе насчитывает около 260-290 витков, выполненных из провода ПЭВ-2, диаметром 1,5-2мм. Провод можно выбрать любой, главное надо учесть то, чтобы он был изолирован лаковым покрытием. Намотку распределяйте равномерно, по три слоя за раз используя межслойную изоляцию. После того, как выполнили первичную обмотку, следует подключить трансформатор к сети и произвести замер тока пи холостом ходе.
Результат должен составить около 200-380мА. Если замер тока выявит меньший показатель предъявленного, то часть витков следует отмотать, если же результат дал больший показатель, то соответственно потребуется намотать еще несколько витков, пока в итоге не получите требуемый результат.
Если при работе трансформатора вы выявили нагрев в области витков, то значит, при обмотке были допущены межвитковые замыкания, в этом случае потребуется заново произвести обмотку.
Вторичную обмотку наматываем многожильной, изолированной медной проволкой, сечение которой, не должно превышать 6кв. мм., в качестве примера, можете использовать резиновый изоляционный провод ПВКВ. Обмотку выполняем по 15-18 витков.
Вторичную обмотку наматываем одновременно с двумя проводами, это поможет добиться более симметричной обмотки, которая в свою очередь даст одинаковое напряжение в обеих обмотках.
Такое устройство вам необходимо. Особенно, если у вашего авто постоянно возникают проблемы на старте и с аккумулятором, кто знает, где это случится в следующий раз? А в том случае, если вы приобретете, зарядное устройство для личного пользования, вы не только убережете себя от возможности застрять в каком-нибудь неприятном месте, но и сможете помочь человеку, который оказался в подобной ситуации, особенно в мороз, когда многие двигатели отказываются заводиться. К тому же, практически любое зарядное устройство может зарядить телефон, или планшет – в них давно включена такая функция, как дополнительные порты, специально для таких целей.
Пусковые зарядные блоки бывают нескольких видов, и перед тем, как приступать к их выбору следует ознакомиться с тем, какие преимущества дает каждое из них.
Импульсные . В основе работы импульсного устройства – импульсное преобразование напряжения. Под воздействием частоты электрического тока напряжение сначала повышается, а потом понижается и преобразовывается. Эти устройства, как правило, обладают небольшой мощностью и пригодны только для того, что бы подзарядить разрядившийся аккумулятор. А в том случае, если заряд очень низок и на улице мороз, зарядка с его помощью займет очень много времени. Среди преимуществ такого зарядного устройства – доступная цена, малый вес и небольшие габариты. Что же касается недостатков, это в первую очередь небольшая мощность и сложность ремонта. К тому же они очень чувствительны к нестабильному напряжению.
Трансформаторные . В основе работы такого устройства лежит трансформатор, который преобразовывает силу тока и напряжение. Они способны повысить зарядит любого аккумулятора, не зависимо от того, насколько он разряжен. К тому же, такие агрегаты абсолютно не зависят от стабильности сети и перепады в ней никак не влияют на их работу. Они работают в любом состоянии и в подавляющем большинстве случаев запустят двигатель, даже если заряд аккумулятора практически на нуле. Среди основных преимуществ: мощность и надежность, абсолютная неприхотливость. Недостатки, правда, тоже имеются. Это высокая цена изделий, большой вес и габариты.
Бустеры , или пусковые устройства аккумуляторного типа представляют собой переносные батареи. Они работаю по принципу переносного зарядного блока – сначала заряжается батарея, а уже от батареи запускается автомобиль, с низким зарядом аккумулятора. Как правило, они бывают двух типов – бытовые и профессиональные. Разница в объеме встроенных батарей и размерах. Бытовые пусковые устройства такого типа обычно имеют небольшую емкость, которой вполне достаточно для того, что бы запитать один автомобиль. Профессиональное аккумуляторное устройство представляет собой полноценное автономное зарядное устройство для автомобиля, и не одного, а нескольких. А благодаря чрезвычайно большой емкости, с их помощью можно запускать двигатели с разной бортовой сетью, как на 12В, так на 24В. Их преимущество в том, что они автономны и мобильны, но из-за веса и габаритов удобно перемещать реально только по ровной поверхности на колесах корпуса.
Конденсаторное пусковое устройство . Запуск двигателя и разрядка аккумулятора производится по достаточно сложной схеме, основная часть которой – мощные конденсаторы. Сначала заряжаются они, а затем отдают свой заряд для пуска двигателя. Благодаря тому, что она очень быстро заряжаются сами и также быстро запускают двигатель. Они не очень популярны в виду большой стоимости. К тому же, их использование приводит к быстрому износу аккумулятора автомобиля.
Запуск двигателя внутреннего сгорания даже легкового автомобиля зимой, да еще после длительной стоянки зачастую является большой проблемой. В еще большей степени этот вопрос актуален для мощных грузовиков и автотракторной техники, коих немало уже в частном пользовании - ведь эксплуатируются они в основном в условиях безгаражного хранения.
И причина затрудненного пуска не всегда в том, что аккумуляторная батарея «не первой молодости». Ее емкость зависит не только от срока службы, но и от вязкости электролита, который, как известно, густеет с понижением температуры. А это приводит к замедлению химической реакции с его участием и уменьшению тока батареи в стартерном режиме (примерно на 1% на каждый градус понижения температуры). Таким образом, даже новая батарея зимой значительно теряет свои пусковые возможности.
Пусковое устройство для автомобиля своими руками
Чтобы застраховаться от излишних хлопот, связанных с запуском двигателя автомобиля в холодный период года, я изготовил пусковое устройство своими руками.Расчет его параметров производился по методике, указанной в списке литературы .
Рабочий ток аккумуляторной батареи в стартерном режиме составляет: I = 3 х С (А), где С - номинальная емкость батареи в Ач.
Как известно, рабочее напряжение на каждом аккумуляторе («банке») должно быть не ниже 1,75 В, то есть для батареи, состоящей из шести «банок», минимальное рабочее напряжение аккумуляторной батареи Up составит 10,5 В.
Мощность, подводимая к стартеру:Р ст = Uр х I р (Вт)
К примеру, если на легковом автомобиле установлена аккумуляторная батарея 6 СТ-60 (С = 60А (4), Рст составит 1890 Вт.
Согласно этому расчету по схеме, приведенной в , было изготовлено ПУ соответствующей мощности.
Однако его эксплуатация показала, что назвать прибор пусковым устройством можно было только с известной долей условности. Прибор был способен работать лишь в режиме «прикуривателя», то есть совместно с аккумуляторной батареей автомобиля.
При низких температурах наружного воздуха запуск двигателя с его помощью приходилось осуществлять в два этапа:
- подзарядка аккумуляторной батареи в течение 10 - 20 секунд;
- совместная (батареи и устройства) раскрутка двигателя.
Приемлемая частота вращения стартера сохранялась в течение 3 - 5 секунд, а затем резко снижалась, и если в это время двигатель не заводился, приходилось повторять все сначала, иногда несколько раз. Такой процесс не только утомителен, но и нежелателен по двум причинам:
- во-первых, ведет к перегреву стартера и повышенному его износу;
- во-вторых, снижает срок службы аккумуляторной батареи.
Стало ясно, что избежать указанных отрицательных явлений можно лишь тогда, когда мощность ПУ будет достаточной для запуска холодного двигателя автомобиля без помощи аккумулятора.
Поэтому было решено изготовить другой прибор, удовлетворяющий указанному требованию. Но теперь расчет производился с учетом потерь в выпрямительном блоке, подводящих проводах и даже на контактных поверхностях соединений при возможном их окислении. Также принято во внимание еще одно обстоятельство. Рабочий ток в первичной обмотке трансформатора при запуске двигателя может достигать значений 18 - 20 А, вызывая падение напряжения в подводящих проводах осветительной сети на 15 - 20 В. Таким образом, к первичной обмотке трансформатора будет приложено не 220, а только 200 В.
Схемы и чертежи для запуска двигателя
Согласно новому расчету по методике, указанной в , беря во внимание все потери мощности (около 1,5 кВт), для нового пусковое устройство потребовался понижающий трансформатор мощностью 4 кВт, то есть уже почти в четыре раза большей, чем мощность стартера. (Соответствующие расчеты были произведены для изготовления подобных приборов, предназначенных для пуска двигателей различных машин, как карбюраторных, так и дизельных, и даже с бортовой сетью напряжением 24 В. Их результаты сведены в таблицу.)
При этих мощностях обеспечивается такая частота вращения коленчатого вала (40 - 50 об/мин-для карбюраторных двигателей и 80 - 120 об/мин - для дизельных), которая гарантирует надежный запуск двигателя.
Понижающий трансформатор был изготовлен на тороидальном сердечнике, взятом от статора сгоревшего асинхронного электродвигателя мощностью 5 кВт. Площадь сечения магнитопровода S,T = а х b = 20 х 135 = 2700 (мм2) (см. рис.2)!
Несколько слов о подготовке тороидального сердечника. Статор электродвигателя освобождают от остатков обмотки и с помощью остро заточенного зубила и молотка вырубают его зубцы. Сделать это не сложно, так как железо мягкое, но нужно воспользоваться защитными очками и рукавицами.
Материал и конструкция рукоятки и основания пусковое устройство не критичны, лишь бы они выполняли свои функции. У меня рукоятка сделана из стальной полосы сечением 20x3 мм, с деревянной ручкой. Полоса обмотана стеклотканью, пропитанной эпоксидной смолой. На рукоятке смонтирована клемма, к которой подсоединяются потом ввод первичной обмотки и плюсовой провод пускового устройства.
Основание-каркас сделано из стального прутка диаметром 7 мм в виде усеченной пирамиды, ребрами которой они и являются. Устройство притягивается затем к основанию двумя П-образными скобами, которые тоже обмотаны стеклотканью, пропитанной эпоксидной смолой.
К одной боковой стороне основания прикреплен сетевой выключатель, к другой - медная пластина выпрямительного блока (два диода). На пластине смонтирована клемма «минус». Одновременно пластина служит и радиатором.
Выключатель - типа АЕ-1031, с встроенной тепловой защитой, рассчитанный на ток 25 А. Диоды - типа Д161 - Д250.
Предполагаемая плотность тока в обмотках 3 - 5 А/мм2. Количество витков на 1 В рабочего напряжения рассчитывалось по формуле: Т = 30/Sct. Число витков первичной обмотки трансформатора составило: W1 = 220 х Т = 220 х 30/27 = 244; вторичной обмотки: W2 = W3 = 16 х Т = 16x30/27 = 18.
Первичная обмотка - из провода ПЭТВ диаметром 2,12 мм, вторичная - из алюминиевой шины площадью сечения 36 мм2.
Сначала была намотана первичная обмотка с равномерным распределением витков по всему периметру. После этого через сетевой шнур ее включают и замеряют ток холостого хода, который не должен превышать 3,5А. Необходимо помнить, что даже незначительное уменьшение числа витков будет приводить к существенному увеличению тока холостого хода и, соответственно, к падению мощности трансформатора и пускового устройства. Увеличение числа витков также нежелательно - оно уменьшает кпд трансформатора.
Витки вторичной обмотки тоже равномерно распределяют по всему периметру сердечника. При укладке используют деревянный молоток. Выводы затем подсоединяют к диодам, а диоды - к минусовой клемме на панели. Средний общий вывод вторичной обмотки соединяют с «плюсовой» клеммой, расположенной на рукоятке.
Теперь о проводах, соединяющих пусковое устройство со стартером. Любая небрежность в их изготовлении может свести на нет все усилия. Покажем это на конкретном примере. Пусть сопротивление Rnp всего соединительного тракта от выпрямителя до стартера будет равно 0,01 Ом. Тогда при токе I = 250 А падение напряжения на проводах составит: U пр = I р х Rпр = 250 А х 0,01 Ом = 2,5 В; при этом мощность потерь на проводах будет весьма значительной: Р пр = Uпр х Iр = 625 Вт.
В результате к стартеру в рабочем режиме будет подведено напряжение не 14, а 11,5 В, что, конечно же, нежелательно. Поэтому длина соединительных проводов должна быть как можно меньше (1_п 100 мм2). Провода надо подобрать многожильные медные, в резиновой изоляции. Соединение со стартером для удобства делается быстроразъ-емным, с помощью клещей или мощных зажимов, например, тех, что применяют в качестве держателей электродов для бытовых сварочных аппаратов. Чтобы не перепутать полярность, ручка клещей плюсового провода обмотана красной изолентой, минусового - черной.
Кратковременный режим работы пускового устройства (5 - 10 секунд) допускает его использование в однофазных сетях. Для более мощных стартеров (свыше 2,5 кВт) трансформатор ПУ должен быть трехфазным.
Упрощенный расчет трехфазного трансформатора для его изготовления можно произвести по рекомендациям, изложенным в , или воспользоваться готовыми промышленными понижающими трансформаторами типа ТСПК - 20 А, ТМОБ - 63 и др., подключаемыми к трехфазной сети напряжением 380 В и выдающими вторичное напряжение 36 В.
Применение тороидальных трансформаторов для однофазных пусковых устройств не обязательно и продиктовано только их лучшими массово-габаритными показателями (масса около 13 кг). Вместе с тем технология изготовления пусковое устройство на их основе наиболее трудоемка.Расчет трансформатора пускового устройства имеет некоторые особенности. Например, расчет количества витков на 1 В рабочего напряжения, произведенный по формуле: Т = 30/Sct (где Sct - площадь поперечного сечения магнитопровода), объясняется желанием «выдавить» из манитопровода максимум возможного в ущерб экономичности. Это оправдано его кратковременным (5 - 10 секунд) режимом работы. Если габариты не играют решающей роли, можно использовать более щадящий режим, проведя расчет по формуле: Т = 35/Sct. Магнитопровод берут тогда сечением на 25 - 30% больше.
Мощность, которую можно «снять» с изготовленного ПУ, примерно равна мощности трехфазного асинхронного электродвигателя, из которого изготовлен сердечник трансформатора.
При использовании мощного пускового устройства в стационарном варианте по требованиям ТБ его необходимо заземлить. Рукоятки соединительных клещей должны быть в резиновой изоляции. Во избежание путаницы «плюсовую» их часть желательно пометить, например, красной изолентой.
При пуске аккумуляторную батарею можно и не отключать от стартера. В этом случае клещи присоединяют к соответствующим выводам аккумулятора. Чтобы избежать перезарядки аккумулятора, пусковое устройство после запуска двигателя сразу отключают.
Каждый автомобилист наверняка попадал в ситуации, когда его автомобиль не заводился в тот момент, когда нужно было куда-то срочно ехать. Особенно часто такое случается в зимнее время, когда на улице стоит минусовая температура. Купить современную модель пускозарядного устройства для машины в магазине может каждый, но проблема в том, что качественное и надежное устройство стоит очень дорого, а недорогие устройства быстро ломаются.
Самостоятельно изготовить пускозарядное устройство не так уж сложно. Главное купить все необходимые детали в любом магазине радиодеталей. При этом собираемое устройство для машины стоит гораздо дешевле и соответствует всем потребностям автомобилиста.
Выбираем схему устройства
Подобрать соответствующую схему для пускозарядного устройства вы можете на специализированных интернет-сайтах и форумах, где также вы найдете подробное описание всех функций. Если вы никогда раньше сами не собирали подобные приборы и у вас нет опыта, остановитесь на схемах попроще. При выборе схемы внимание следует обратить на наличие переключателя или другого устройства, отключающего амперметр при режиме пуска.
На разных сайтах предлагается своими руками сделать или собрать понижающий трансформатор, но это достаточно сложный процесс, требующий некоторых навыков. Таким образом. Лучше купите подходящий трансформатор в заводском исполнении – так вы сэкономите свое время и нервы. Понижающий трансформатор лежит в основе пускозарядного устройства для авто, поэтому на нем лучше не экономьте.
Материалы и инструменты
Для сборки пускозарядного устройства самостоятельно у себя дома или в гараже вам потребуются следующие инструменты, материалы и оборудование:
- паяльник достаточной мощности;
- текстолитовая пластина;
- оловянный припой;
- понижающий трансформатор;
- радиодетали;
- кулер или корпусной вентилятор;
- провода высокого напряжения сечением 2-2,5 квадрата;
- шуруповерт или дрель со сверлами;
- провода для подключения к АКБ сечением не меньше 10 квадратов по меди с зажимами;
- элементы крепежа.
О сборке устройства
Собирать пускозарядное устройство для машины нужно на листе текстолита соответствующих размеров. Начинать надо с понижающего трансформатора, так как это самая громоздкая деталь в собираемом вами устройстве. Для крепления деталей и прохождения проводов в текстолитовой пластине высверливают отверстия подходящего диаметра. Для выпрямительных диодов нужно предусмотреть надежную систему охлаждения. Для этого требуются особые металлические рубашки охлаждения. Иногда этого может быть недостаточно, поэтому следует продумать дополнительное принудительное охлаждение с помощью корпусного вентилятора от компьютера.Для отвода тепла предусмотрите теплоотводящие жалюзи в корпусе, которые можно сделать самостоятельно.
Некоторые автомобилисты считают, что собранное пускозарядное устройство можно не заключать в корпус, но он обеспечивает защиту оборудования от внешних воздействий, а также защищает владельца от ударов электротоком. В качестве ограждения пускозарядного устройства хорошо подходит корпус от старого персонального компьютера. Выполнив некоторые доработки, вы можете придать устройству завершенный вид. На передней панели корпуса можно встроить индикаторы, переключатели и все элементы управления.
Как только приходит холод, владелец автомобиля сталкивается с некоторыми проблемами связанные со стартом машины. Так, самую главную нагрузку возлагают на себя аккумулятор со стартером. И для таких неприятных ситуаций были придуманы пуско-зарядное устройства.
Купить его можно в интернет-магазине или там, где продают автозапчасти. Но обычно такие девайсы стоят не малых денег и могут нанести не малый ущерб вашему кошельку.
Но у этих устройств очень ограниченная выходной параметр в режиме пуска. Из-за этого, аккумулятор всю нагрузку берёт на себя, а помощь от такого устройства получает незначительную.
Но этот чудо-прибор можно сделать и своими руками. Для этого не нужны особые познания в электронике, но какой-то опыт всё равно необходим.
Интересно! Также понадобятся диодный мост и сердечник от трансформатора или сам трансформатор. Мощность готового прибора будет иметь не менее 1.4 киловатта. Этого вполне достаточно для старта самого слабого источника питания.
Для удобства и простоты сбора устройства автомобиля своими руками рекомендуем воспользоваться условным чертежом. Схема пуско-зарядного прибора будет наглядно демонстрировать что и как работает. Она значительно упростит сборку. Обладатели знаний по электронике смогут своими руками создать необходимый чертёж.
- трансформатор;
- диодный мост;
- охлаждающее устройство;
- вольтметр;
- электролитический конденсатор.
Разрыв соединения первичной обмотки трансформатора на 220 вольт должен составлять 15 ампер. Так как там очень высокое напряжение, то предохранитель сможет защитить от короткого замыкания.
Диодный мост нужно выбирать между 10 и 50 амперами. Это всё зависит от того какие аккумуляторы будут запускаться при помощи устройства.
Для охлаждения подойдёт любой кулер (вентилятор) от персонального компьютера. Также нужно найти вольтметр, без разницы какой.
Электролитический конденсатор должен быть на 16 вольт, но можно и больше. Его ёмкость может варьироваться от 3000 до 10 000 микрофарад. Важно: ток на выходе будет ровнее, если ёмкость конденсатора будет больше.
В интернете есть множество инструкций по созданию пуско-зарядного устройства для автомобиля при помощи компьютерного блока питания. Но его мощность слишком маленькая, а использование будет крайне ненадёжным.
Для нашего девайся лучше всего подойдёт трансформатор от микроволновых печей. Наверное, у каждого третьего есть старая ненужная СВЧ печь. Но перед сборкой ПЗУ трансформатор нужно переделать своими руками. Но перед переделкой обязательно проверьте его на работоспособность. Сделать это можно подключив своими руками клемы к сети. Если он начнёт издавать небольшой гул, значит устройство работает нормально.
Начать сборку зарядного аппарата своими руками следует с высоковольтной обмотки. Её необходимо спилить. Для этих целей отлично подойдёт простая ножовка по металлу. Во время отпиливания главное не повредить первичную обмотку.
После того как высоковольтная обмотка была спилена в её месте необходимо просверлить дырки. Их необходимо делать толстым сверлом. Через образованные отверстия нужно вытащить остатки обмотки. Любым тупым предметом можно выбить их оттуда.
После того как внутренние полости освободили от мусора, нужно произвести создание вторичной обмотки. Где-то нужно сделать 16 витков и наматывать виток к витку. От сечения провода будет напрямую зависеть напряжение. После этого нужно померить напряжение на выходе. Должны быть 16 вольт после диодного моста.
Хочется уточнить, что мотать гибким проводом проще и в идеале использовать одножильный. Также используйте медные провода, потому что они лучше проводят ток и не нагреваются, в отличие от алюминиевых.
В качестве корпуса для пуско-зарядного устройства подойдёт бывший корпус от блока питания персонального компьютера. В нём необходим будет открутить вентилятор и установить его наоборот, чтобы воздух он не выдувал, а задувал внутрь.
Вразрез одного из проводов нужно вставить 15 амперный предохранитель, можно использовать любой от автомобиля.
Трансформатор в корпус надо устанавливать на толстую картонную прокладку. Это нужно для того, чтобы во время возникновении магнитной индукции, корпус не вибрировал и не создавал дополнительный гул. Сверху также положить толстую прокладку. Прикручивать трансформатор не будет необходимости, потому что он массивный и при закрытии крышкой, он плотно прижмётся.
Теперь нужно установить диодный мост. Если выбор пал на маломощный, то его тогда можно установить внутрь. Охлаждения от вентилятора будет вполне достаточно.
Важно! Если же использовать мощность больше 10 ампер, то его надо устанавливать на радиатор. В противном случае он может попросту сгореть.
Радиатор для диодного моста подойдёт от компьютера, которые служат для охлаждения микропроцессора. Кулер не нужен, его можно снять. Никакое другое охлаждение для него не требуется. Правда, хочется сказать, что установить его в корпус не получится, и нужно будет чтобы мост был снаружи корпуса.
Теперь осталось установить только крышку. Её можно ставить на клей момент, но лучше на силикон или герметик. Всё устройство для автомобиля готово.
Вот так вот, схема и минимальные знания помогут собрать бюджетный прибор для зарядки или пуска автомобиля своими руками. Без подключения нашего пуско-зарядного устройства к сети, его можно использовать как тестер.
